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A-π-A structured non-fullerene acceptors for stable organic solar cells with efficiency over 17%

Science China Chemistry 2022年第7期65卷 1374-1382页

作者： Wei Liu Jun Yuan Can Zhu Qingya Wei Songting Liang huotian zhang Guanhaojie Zheng Yunbin Hu Lei Meng Feng Gao Yongfang Li Yingping Zou State Key Laboratory of Powder Metallurgy College of Chemistry and Chemical EngineeringCentral South UniversityChangsha 410083China Beijing National Laboratory for Molecular Sciences CAS Key Laboratory of Organic SolidsInstitute of ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing 100190China Biomolecular and Organic Electronics IFMLinköping University58183 LinköpingSweden Shanghai Synchrotron Radiation Facility(SSRF) Zhangjiang LabShanghai Advanced Research InstituteChinese Academy of SciencesShanghai 201204China

With the development of photovoltaic materials, especially the small molecule acceptors(SMAs), organic solar cells(OSCs)have made breakthroughs in power conversion efficiencies(PCEs). However, the stability of high-performance OSCs remains a critical challenge for future technological applications. To tackle the inherent instability of SMA materials under the ambient conditions, much effort has been made to improve OSCs stability, including device modification and new materials design. Here we proposed a new electron acceptor design strategy and developed a “quasi-macromolecule”(QM) with an A-π-A structure,where the functionalized π-bridge is used as a linker between two SMAs(A), to improve the long-term stability without deteriorating device efficiencies. Such type of QMs enables excellent synthetic flexibility to modulate their optical/electrochemical properties, crystallization and aggregation behaviors by changing the A and π units. Moreover, QMs possess a unique long conjugated backbone combining high molecular weight over 3.5 k Da with high purity. Compared with the corresponding SMA BTP-4F-OD(Y6-OD), the devices based on newly synthesized A-π-A type acceptors QM1 and QM2 could exhibit better device stability and more promising PCEs of 17.05% and 16.36%, respectively. This kind of “molecular-framework”(A-π-A)structure provides a new design strategy for developing high-efficiency and-stability photovoltaic materials.

关键词： A-π-A type quasi-macromolecule new molecular design strategy high efficiency and long-term stability organic solar cells

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Understanding energetic disorder in electron-deficient-core-based non-fullerene solar cells

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Science China Chemistry 2020年第8期63卷 1159-1168页

作者： Jun Yuan Chujun zhang Honggang Chen Can Zhu Sin Hang Cheung Beibei Qiu Fangfang Cai Qingya Wei Wei Liu Hang Yin Rui zhang Jidong zhang Ye Liu huotian zhang Weifang Liu Hongjian Peng Junliang Yang Lei Meng Feng Gao Shukong So Yongfang Li Yingping Zou College of Chemistry and Chemical Engineering Central South UniversityChangsha 410083China Department of Physics and Institute of Advanced Materials Hong Kong Baptist UniversityHong KongChina Beijing National Laboratory for Molecular Sciences Institute of ChemistryChinese Academy of SciencesBeijing 100190China Department of Physics Chemistry and Biology(IFM)Linkoping UniversityLinkdping 58183Sweden State Key Laboratory of Polymer Physics and Chemistry Changchun Institute of Applied ChemistryChinese Academy of SciencesChangchun 130022China Hunan Key Laboratory for Super-microstructure and Ultrafast Process School of Physics and ElectronicChangsha 410083China

Recent advances in material design for organic solar cells(OSCs)are primarily focused on developing near-infrared nonfullerene acceptors,typically A-DA′D-A type acceptors(where A abbreviates an electron-withdrawing moiety and D,an electron-donor moiety),to achieve high external quantum efficiency while maintaining low voltage ***,the charge transport is still constrained by unfavorable molecular conformations,resulting in high energetic disorder and limiting the device ***,a facile design strategy is reported by introducing the"wing"(alkyl chains)at the terminal of the DA′D central core of the A-DA′D-A type acceptor to achieve a favorable and ordered molecular orientation and therefore facilitate charge carrier *** from the reduced disorder,the electron mobilities could be significantly enhanced for the"wing"-containing *** carefully changing the length of alkyl chains,the mobility of acceptor has been tuned to match with that of donor,leading to a minimized charge imbalance factor and a high fill factor(FF).We further provide useful design strategies for highly efficient OSCs with high FF.

关键词： non-fullerene organic solar cells electron-deficient-core energetic disorder molecular design strategy

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Sulfur vs. tellurium: the heteroatom effects on the nonfullerene acceptors

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Science China Chemistry 2019年第7期62卷 897-903页

作者： Lei Yang Linqing Qin Yunxiao Xu huotian zhang Lei Lv Kepeng Chen Xinyu Sui Yangguang Zhong Yuan Guo Feng Gao Jianzhang Zhao Yuhao Li Xinfeng Liu Yuanping Yi Xinhui Lu Aidong Peng Hui Huang College of Materials Science and Optoelectronic Technology Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering CAS Center for Excellence in Topological Quantum Computation CAS Key Laboratory of Vacuum Physic University of Chinese Academy of Sciences Beijing 101408 China Department of Chemical Engineering Imperial College London London SW7 24Z United Kingdom Biomolecular and Organic Electronics Department of Physics Chemistry and Biology (IFM) Linkoping University Linkuping SE-58183 Sweden Division of Nanophotonics CAS Key Laboratory of Standardization and Measurement for Nanotechnology CAS Center for Excellence in Nanoscience National Center for Nanoscience and Technology Beijing 100190 China University of Chinese Academy of Sciences Beijing 100049 China State Key Laboratory of Fine Chemicals School of Chemical Engineering Dalian University of Technology Dalian 116024 China Beijing National Laboratory for Molecular Sciences CAS Key Laboratory of Organic Solids CAS Research/Education Center for Excellence in Molecular Sciences Institute of Chemistry Chinese Academy of Sciences Beijing 100190 China Department of Physics The Chinese University of Hong Kong Shatin NT 999077 Hong Kong China

The effect of chalcogen heteroatom variation on donor materials has been systematically investigated. However, this effect on acceptors has rarely been explored. Herein, nonfullerene acceptors BFPSP and BFPTP were reported by simply changing the chalcogen atoms from S to Te. The differences between BFPSP and BFPTP in light absorption, energy levels, excited-state lifetimes, energy loss, charge mobilities, morphology, and photovoltaic properties were systematically investigated to understand the heteroatom effects. More importantly, the electroluminescence spectra, external quantum efficiency of photovoltaics and TDDFTcalculations revealed that the triplet excited state(T1) in energy of BFPTP equals to the charge transfer(CT) state in PBDBT:BFPTP, which allows T1 excitons, generated by intersystem crossing, to split into free charges to contribute to the *** contribution provides a strategy for tuning the photophysical properties of nonfullerene acceptors and designing high performance triplet materials for OSCs.

关键词： heteroatom effects triplet state tellurophene nonfullerene acceptor organic solar cells

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基于Fuzzy-TOPSIS的金矿床采矿方法优选

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有色金属工程 2023年第1期13卷 114-120页

作者：张居正王沉朱获天于骞翔贵州大学矿业学院贵阳550025 北京矿冶研究总院北京102628

针对工程地质条件为复杂隐伏大型金矿床簸箕田金矿,通过数学模糊法对其采矿方法优选。首先,在初选的四种采矿方法基础上,使用逼近理想解的排序法对其指标量化,建立矩阵计算的正理想解的欧氏距离,从而得出根据贴合度确定四种采矿方法最... 详细信息

针对工程地质条件为复杂隐伏大型金矿床簸箕田金矿,通过数学模糊法对其采矿方法优选。首先,在初选的四种采矿方法基础上,使用逼近理想解的排序法对其指标量化,建立矩阵计算的正理想解的欧氏距离,从而得出根据贴合度确定四种采矿方法最终的优劣顺序;其次,通过数值模拟,对得到的最大应力场分布及塑性区分布分析,得到初选四种采矿方法的优劣顺序。结果表明,上向进路充填采矿法是簸箕田金矿最优采矿方法,为簸箕田金矿采矿方法选择提供了参考,也为贵州地区同类型复杂黄金矿床的开采积累了经验。

关键词：采矿方法优选数值模拟数学模糊法 TOPSIS

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矿井避难硐室CO净化效果检测

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煤矿安全 2020年第9期51卷 217-221页

作者：王沉朱获天张明清贵州大学矿业学院贵州贵阳550025

避难硐室空气净化系统是井下紧急避险的重要组成部分,可为井下紧急避险人员提供良好的生存环境。采用相似模拟方法建立避难硐室CO净化实验模型,进行多组对比实验,分析在不同风速、药量、体积下CO浓度变化规律,提出CO净化效果检测判定标... 详细信息

避难硐室空气净化系统是井下紧急避险的重要组成部分,可为井下紧急避险人员提供良好的生存环境。采用相似模拟方法建立避难硐室CO净化实验模型,进行多组对比实验,分析在不同风速、药量、体积下CO浓度变化规律,提出CO净化效果检测判定标准。结果表明:随着风速和药量的增大,CO净化速率均呈现先增大后减小的变化规律,平均处理速率变动幅度在5%左右;空速值在183418 h-1左右时,CO净化反应速率最快,实验模型硐室体积对净化能力影响不大。

关键词：避难硐室相似模拟一氧化碳净化效果判定标准

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小学体育培养学生运动兴趣的有效策略

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当代家庭教育 2021年第4期 139-140页

作者：张小华福建省漳州市云霄县火田中心小学

人们常说,兴趣是最好的老师,要想促使学生长期实现自主学习,就必须要保证学生对学科学习是感兴趣的、有期待心理的。对此,小学体育教师也要积极培养学生的运动兴趣,确保学生能够始终以自主积极的状态参与体育锻炼活动,让学生真正实现健... 详细信息

人们常说,兴趣是最好的老师,要想促使学生长期实现自主学习,就必须要保证学生对学科学习是感兴趣的、有期待心理的。对此,小学体育教师也要积极培养学生的运动兴趣,确保学生能够始终以自主积极的状态参与体育锻炼活动,让学生真正实现健康成长。本文将从设计趣味游戏,培养运动兴趣;设计多元项目,实现校本教学;重视评价激励,保护期待心理三个角度来分析小学体育教师应该如何积极培养学生的运动兴趣。

关键词：小学体育运动兴趣培养策略

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生本教育思想下小学数学教学方法的优化选择

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当代家庭教育 2021年第4期 111-112页

作者：张镇发福建省漳州市云霄县火田中心小学

目前,在现代教育领域内最为流行的一个主流思想便是生本教育,它是从学生的主体本位需求出发,指出教育活动应该引导学生探寻生命价值的幸福过程,而教师便要做到尊重学生、爱护学生、突出学生,既要通过发挥学生的主观能动性引导学生实现... 详细信息

目前,在现代教育领域内最为流行的一个主流思想便是生本教育,它是从学生的主体本位需求出发,指出教育活动应该引导学生探寻生命价值的幸福过程,而教师便要做到尊重学生、爱护学生、突出学生,既要通过发挥学生的主观能动性引导学生实现有意义的学习,也要保护学生的积极学习心态,更要兼顾共性与个体差异,全方位地满足学生的数学学习效果。因此,小学数学教师要积极落实生本教育思想,并要为此调整数学教学方法。本文将结合笔者的教学经验,分析如何在生本教育思想下重新选择、优化教学方法。

关键词：小学数学生本教育教学方法优化选择

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福建云霄抽水蓄能电站径流分析与计算浅析

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广东水利水电 2019年第4期 44-48页

作者：张一鸣邓欢欢广东省水利电力勘测设计研究院广东广州510635

云霄抽水蓄能电站上、下库均位于福建省云霄县火田镇境内漳江一级支流火田溪中源高田溪上,为确保电站的顺利建设,需对其径流情况进行分析计算。因高田溪流域内无实测水文资料,该文根据周边站点径流资料的三性分析成果,以邻近漳江干流控... 详细信息

云霄抽水蓄能电站上、下库均位于福建省云霄县火田镇境内漳江一级支流火田溪中源高田溪上,为确保电站的顺利建设,需对其径流情况进行分析计算。因高田溪流域内无实测水文资料,该文根据周边站点径流资料的三性分析成果,以邻近漳江干流控制水文站——峰头水库站为径流计算的设计依据站,以漳江干流上河水文站和邻近诏安县东溪流域上的诏安水文站为设计参证站,采用水文比拟法并以面雨量修正,确定云霄抽水蓄能电站上、下水库多年平均径流量分别为207.1万m^3和1 471.8万m^3,经分析验证计算成果合理。

关键词：径流分析计算水文比拟法面雨量云霄抽水蓄能电站

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麻城青檀种群结构与动态分析

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湖北林业科技 2019年第4期48卷 5-8,82页

作者：方镇平姚圣典汪洋岳丹张敏云霄县林业局火田林业工作站漳州363300 兴山县林业科学研究所宜昌4437005 湖北生态工程职业技术学院武汉430200

为研究麻城青檀种群结构、数量和动态变化,采用样方法对种群进行调查,通过划分种群龄级并进行龄级动态分析、对种群动态进行了时间序列预测和种群Fourier级数分析,结果表明:青檀种群第3和6龄级数量减少,7龄级无存活植株,种群动态指数Vpi... 详细信息

为研究麻城青檀种群结构、数量和动态变化,采用样方法对种群进行调查,通过划分种群龄级并进行龄级动态分析、对种群动态进行了时间序列预测和种群Fourier级数分析,结果表明:青檀种群第3和6龄级数量减少,7龄级无存活植株,种群动态指数Vpi=22.83%,种群为增长型,但抗风险能力弱;预测种群未来高龄级植株数量增加;第3龄级为种群波动小周期。青檀种群是经过环境筛和种内种间竞争共同作用的结果;利用近自然法辅以人工优化种群的结构和功能,是保护青檀天然种群的有效手段。

关键词：麻城青檀种群结构动态分析

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